專利名稱：連續(xù)大面積掃描注入工藝的方法與系統(tǒng)的制作方法
連續(xù)大面積掃描注入工藝的方法與系統(tǒng)
相關(guān)申請的交叉參考
本直接的4一臨時的專利申請要求下列臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)，
其中的每一個為了所有的目的通過引證整體結(jié)合于此2006年7月 25曰才是交的第60/833,289號美國臨時專利申i青；2006年10月11 日提交的第60/829,147號美國臨時專利申請；2006年9月8日提交 的第60/825,104號美國臨時專利申請;以及2006年9月22日提交的 第60/826,731號美國臨時專利申i青。
背景技術(shù)：
形成基底(包括例如摻雜的基底)的結(jié)構(gòu)和方法的技術(shù)。更具體地， 本方法和系統(tǒng)的實施例提供了 一種〗吏用掃描注入工藝的、用于制造 光伏電池的方法和系統(tǒng)。^f旦是可以意識到，本發(fā)明具有更寬范圍的 適用性；它也可以應(yīng)用到其他類型的應(yīng)用中，例如集成半導(dǎo)體器件、 光子器件、壓電電子器件、平板顯示器、微電子機械系統(tǒng) ("MEMS")、納米技術(shù)結(jié)構(gòu)、傳感器、執(zhí)行器、集成電路、生物 和生物醫(yī)學(xué)器件等的三維封裝。
在初期，人類依賴"太陽，，來獲得幾乎所有有用的能量形式。 這樣的能量來自于石油、光源、木材以及各種形式的熱能。〗叉僅舉 個例子，人類為了他們的許多需求，已經(jīng)嚴(yán)重的依賴于諸如煤和汽 油的石油資源。不幸的是，這種石油資源已經(jīng)越來越枯竭，并導(dǎo)致 了其他的問題。作為部分地替代品，已經(jīng)提出了太陽能來減少我們
19又于石油資源的依賴。 <又<義舉個例子，可以/人通常由石圭制造的"太陽 能電池"來獲得太陽能。
當(dāng)硅太陽能電池暴露在太陽的太陽輻射下時產(chǎn)生電能。輻射與 爿眭原子相互作用并形成電子和空穴，這些電子和空穴移動到石圭體內(nèi)
的p摻雜區(qū)和n摻雜區(qū)并在摻雜區(qū)之間產(chǎn)生電壓差和電流。取決于 應(yīng)用，已經(jīng)將太陽能電池與集中元件集成在一起來提高效率。例如， 使用引導(dǎo)這種輻射的集中元件，使太陽輻射積聚并聚焦到活躍的 (active)光伏材料的一個或多個部分。盡管有效，但是這些太陽能 電池仍然具有"^午多局限性。
僅僅作為一個例子，太陽能電池依賴于例如硅的原料。這種硅 經(jīng)常由多晶硅和/或單晶硅材料制成?？蓪㈦s質(zhì)摻入這些多晶硅或單 晶硅材料來形成光吸收區(qū)。
由于對于這種應(yīng)用，注入工藝可能是^氐效且非最優(yōu)的，因此這 些才才并牛通常難以制造。通常通過加工多晶石圭—反形成多晶石圭電池。盡 管可以有效地形成這些板，但是對于高效率的太陽能電池，它們不 具有最優(yōu)的特性。
對于高等級的太陽能電池，單晶石圭具有合適的特性。然而這種 單晶石圭是昂貴的，并且對于太陽能應(yīng)用，它也4艮難以高效率和低成 本的方式使用。概括地，薄膜太陽能電池通過使用更少的硅材料而 相對便宜，但是比起更貴的由單晶硅基底制造的體硅電池(bulk silicon cell),它們的無定形或多晶的結(jié)構(gòu)的效率更4氐。
通過本i兌明書和下面更詳細的內(nèi)容，可以找到上述的和其他的
局限性。
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發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了包括用于使用大規(guī)模注入工藝形 成基底(包括例如摻雜基底)的方法、系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)的技術(shù)。更具體 地，本方法和系統(tǒng)提供了使用掃描注入工藝的、用于制造光伏電池 的一種方法和系統(tǒng)。在優(yōu)選的實施例中，這種注入的雜質(zhì)才是供由施
主(donor)基底中的裂開平面(cleave plane )限定的可轉(zhuǎn)移的材泮牛 層。例如，在光伏應(yīng)用中，可轉(zhuǎn)移的材沖牛層可以包4舌形成p-n結(jié)且 能夠用作光吸收體層的注入的雜質(zhì)，例如如果材料層具有足夠的厚 度。在一個具體的實施例中，對于有效的薄膜太陽能電池，這些實 施例的材料層(thickness of material-材料厚度)是足夠的，并且如 果足夠厚，它們甚至可以作為對于4吏用i者如4居法(sawing)和切片 工藝的當(dāng)前方法制成的厚基底的更加節(jié)省成本的替代品。更薄的材 料層也可以用作后續(xù)的外延生長工藝的單晶模板。但是可以認識 到，本發(fā)明具有更寬范圍的應(yīng)用性；它可以應(yīng)用在其他類型的應(yīng)用 中，例如集成半導(dǎo)體器件、光子器件、壓電電子器件、平板顯示器、 微電子機械系統(tǒng)("MEMS")、納米技術(shù)結(jié)構(gòu)、傳感器、執(zhí)行器、 集成電路、生物和生物醫(yī)學(xué)器件等的三維封裝。
例如在三維封裝領(lǐng)域，足夠厚的硅的薄膜轉(zhuǎn)移到一個可釋放的 機械的硅處理基底上，這將允許一種商業(yè)化的實用方法，該方法將 完全處理的CMOS (例如集成電路或IC)層釋放到期望的基底上， 或者作為可組成三維堆疊的或者分層的和互相連^妾的CMOS平面 的多層結(jié)構(gòu)的一部分。包含CMOS電路的釋放的薄膜將由根據(jù)本發(fā) 明的層轉(zhuǎn)移工藝限定，其中通過高能注入而成為可能的更厚的薄膜 將是特別令人滿意的。這種使用注入/IC工藝/釋》丈方法進行的三維 工藝在共同轉(zhuǎn)讓的第6,291,314號美國專利(其因此通過參考結(jié)合 于此)中更加全面地解釋。在具體的實施例中，本發(fā)明提供了 一種用于制造基底的方法，
該制造基底的方法^吏用連續(xù)等離子浸入(immersion)注入工藝，或者 帶有各種程度的離子質(zhì)量選擇或者非質(zhì)量選擇(mass selection or
non-mass selection )的離子雨(ion shower"主入工藝。本方>去包4舌才是 供一個可移動的軌道構(gòu)件。在一個腔(chamber)中4是供該可移動 的軌道構(gòu)件。腔包括一個入口和一個出口。在具體的實施例中，可 移動的軌道構(gòu)件可以包括一個或更多的輥子、空氣軸^K ( air bearings )、帶(belt)構(gòu)件、和/或可移動的梁(beam)構(gòu)件來為掃 描工藝提供一個或者更多的基底。本方法還包括提供第一基底。第 一基底包括第一多個瓦片(tile)。本方法將包含第一多個瓦片的第 一基底保持在真空中。本方法包括將包括第 一多個瓦片的第 一基底 乂人入口轉(zhuǎn)移到可移動的壽九道構(gòu)件上。第 一多個瓦片經(jīng)受掃描注入工 藝。本方法還包括當(dāng)注入第一多個瓦片時，將包括第二多個瓦片的 第二基底保持在入口中。本方法包括一旦第一多個瓦片注入完成， 就將包括第二多個瓦片的第二基底從入口轉(zhuǎn)移到可移動的4九道構(gòu) 件上。本方法包括^f吏用掃描注入工藝對第二多個瓦片實施注入工
藝
在具體的實施例中，本發(fā)明提供了一種使用高能直線加速器工 藝形成一個或更多層轉(zhuǎn)移工藝的基底的方法。本方法包括提供一個 具有表面區(qū)的半導(dǎo)體基底。本方法包括使用高能直線加速器工藝、 通過表面區(qū)的第一部分引入第一多個粒子，以引起在表面區(qū)下面的 第 一半導(dǎo)體材料層中的第 一選擇的裂開區(qū)的形成。本方法包括將高
能直線加速器工藝掃描到表面區(qū)的第二部分，以通過表面區(qū)的第二 部分引入第二多個粒子，以引起在表面區(qū)下面的第二半導(dǎo)體材料層 中的第二選擇的裂開區(qū)的形成。本方法繼續(xù)通過表面區(qū)的其它部分 引入多個粒子，以引起包括第 一選擇的裂開區(qū)和第二選擇的裂開區(qū) 的裂開區(qū)的形成。在具體的實施例中，本方法包括將在完整的裂開在一個可選的具體實施例中，本發(fā)明提供了 一種使用掃描工藝 形成基底的方法。本方法包括^是供一種可移動的4九道構(gòu)件。本方法 包括在可移動的軌道構(gòu)件上提供包括多個瓦片的基底。本方法包括 將基底保持在由腔提供的入口中。本方法也包括使用可移動的軌道 將包括多個瓦片的基底轉(zhuǎn)移到第 一注入工藝的附近。在一個優(yōu)選的 實施例中，第一注入工藝包括第一掃描工藝，其特^正在于第一氣體、
第一電壓、多個第一離子核素(species )。本方法也包括對多個瓦片 實施第二注入工藝。在一個^尤選的實施例中，第二中注入工藝包括-第二掃描工藝，其特征在于第二氣體、第二電壓、和多個第二離子 核素。在具體的實施例中，第一注入工藝和第二注入工藝在多個瓦 片的每一個中的材料層(可以由裂開的平面限定)中提供雜質(zhì)區(qū)。
在本發(fā)明的一個具體實施例中，提供了用于執(zhí)^亍一個或更多的 注入工藝的托盤(tray)裝置。托盤裝置包括框架構(gòu)件?？蚣軜?gòu)件 包括在框架構(gòu)件的空間區(qū)域內(nèi)的多個位置(site)。該多個位置可以 被排列為一種陣列結(jié)構(gòu)。例如，陣列可以具有6乘6的位置結(jié)構(gòu)或 者8乘8的結(jié)構(gòu)，或者其它。才艮據(jù)應(yīng)用，多個位置也可以:故排列來 保持3乘3的300mm晶片、5乘5的200mm晶片、或者6乘6的 150mm晶片。托盤裝置包括容納于框架構(gòu)件中的托盤構(gòu)件來提供對 多個可再用基底構(gòu)件的支撐。備選地，排列可以是NxM或者其它。 在優(yōu)選的實施例中，每一個可再用基底構(gòu)件可以包括例如含硅材
料、鍺材料、n/vi族材料、in/v族材料等的材料。在具體的實施
例中，以為了防止在可再用基底元件上形成缺陷的方向4是供4乇盤構(gòu) 件。
僅僅作為 一個例子，為了控制注入到可再用基底中的核素的溝 道歲丈應(yīng)，在凈爭定的實施例中，以垂直方向、或者顛倒(upside-down， 倒置)方向、或者在相對于注入方向(例如離子被注入到可再用基 底的方向)成角度的方向"i殳置4乇盤構(gòu)件。例如在石圭注入中，離開(100)表面法線大約7度的注入角通常^皮用來減小在沿著主要結(jié) 晶方向注入期間注入的離子呈現(xiàn)的溝道效應(yīng)。備選;也，當(dāng)以正交的 幾何方向注入時，可以以離主結(jié)晶方向一個角度來切割可再用的基 底來達到相同的結(jié)果。在具體的實施例中，托盤可以面向遠離重力 的方向，雖然這可以有變化。在優(yōu)選的實施例中，可以對多個可再 用基底實施掃描注入工藝。可以進一步對多個可再用基底一起或者 分開地實施結(jié)合和/或受控的裂開工藝。在具體的實施例中，可以處 理多個基底以在每一個基底中形成p-n結(jié)。
在具體的實施例中，多個可再用基底構(gòu)件中的每一個可以具有 圍繞每個可再用基底構(gòu)件的外圍區(qū)的注入護罩。這種注入護罩可以 是無定形硅或者其他適合的材料。因此，在具體實施例中，在裂開
其他的實施例中，拋光工藝為剩余的基底構(gòu)件提供了 一個平坦的表 面，用于后面的4吏用。
在可選的具體實施例中，本發(fā)明提供了使用待處理的多個瓦片 等的掃描注入設(shè)備。該設(shè)備具有可移動的軌道構(gòu)件，例如鏈子、機 械的運動裝置、帶驅(qū)動和帶。該^L備至少具有一個連^妻至可移動的 軌道構(gòu)件的腔。在優(yōu)選的實施例中，腔^皮用來容納基底并將包括多 個瓦片的基底保持在真空中或其他確定的環(huán)境中。在具體的實施例 中，該設(shè)備具有一個注入裝置，由至少連4妄至可移動的軌道構(gòu)件的 腔提供該注入裝置。通過使用第 一掃描工藝對所述多個瓦片施加多 個粒子來提供所述注入裝置，經(jīng)由可移動的軌道構(gòu)件、使基底穿過 至少由所述腔纟是供的注入裝置來執(zhí)行所述第 一掃描工藝?？梢酝ㄟ^ 本說明書全文以及下面更詳細的描述找到該設(shè)備的進一步細節(jié)。
使用本發(fā)明的實施例可以獲得優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的許多優(yōu)點。具體 地，本發(fā)明的實施例使用 一種包括可移動的軌道構(gòu)件和托盤裝置的 連續(xù)的機械裝置，為掃描工藝提供一種有效的方法。這樣的掃描工
24藝可以包括，但是不限于注入工藝。在優(yōu)選的實施例中，注入工藝 在半導(dǎo)體的基底上提供一個雜質(zhì)區(qū)，例如在由施主基底中的裂開的
平面限定的可轉(zhuǎn)移的材料層中。這個注入過的半導(dǎo)體基底，例如可
轉(zhuǎn)移材^牛層，可以^皮進一步處理來為諸如光伏器件、3DMEMS、 IC 封裝、半導(dǎo)體器件、光電器件等的應(yīng)用提供一種高質(zhì)量的半導(dǎo)體材 料。在優(yōu)選的實施例中，本方法為高效率光伏電池等提供了單晶硅。 在可選的優(yōu)選實施例中，才艮據(jù)本發(fā)明的實施例可以才是供一個種子 層，該種子層可以進一步提供異質(zhì)結(jié)構(gòu)的外延工藝分層。其中，這 種異質(zhì)結(jié)構(gòu)的外延工藝可以用來形成薄的多結(jié)(multiple-junction ) 光伏電池等。僅僅作為一個例子，GaAs和GalnP層可以異質(zhì)外延 地沉積在鍺種子層上，該鍺種子層是根據(jù)本發(fā)明的實施例使用注入 工藝形成的轉(zhuǎn)移層。
根據(jù)本實施例可以獲得這些好處中的一個或更多。貫穿本說明 書全文，下面將更詳細的描述這些和其它好處。


圖1為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的形成基底的方法的簡化工藝
流程圖。
藝的簡圖。
圖11為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于形成基底的連續(xù)工藝 的托盤裝置的簡圖。圖11A為示出了 4艮據(jù)本發(fā)明實施例的一種注入工藝的簡圖。
圖12-14為示出了才艮據(jù)本發(fā)明實施例的用于形成基底的連續(xù)工 藝的托盤裝置的簡圖。
圖15-19為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的形成層轉(zhuǎn)移的基底的方法。
圖20-22為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的形成太陽能電池結(jié)構(gòu)的 方法。
圖23為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的硅厚度范圍和太陽能電池 應(yīng)用分類的簡圖。
圖24為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的質(zhì)子模式的高濃度等離子 源作為可以被用來形成厚結(jié)晶材料薄膜的源的例子的簡圖。
圖24A為示出了顯示出高H+含量的等離子體化學(xué)的質(zhì)譜分析。
圖25為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于形成基底的、集成到 離子雨連續(xù)工藝系統(tǒng)中的遠程等離子體源的例子的簡圖。
圖26為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的質(zhì)量選擇的RFQ-Linac注 入噴頭的簡圖。
圖27為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的使用橫向和縱向掃描的、 用于形成基底的連續(xù)工藝的簡圖。
圖28為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的裂開工藝的簡圖。圖29a-c為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的連續(xù)注入和裂開系統(tǒng)的 結(jié)合的簡圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了包括使用大規(guī)模注入工藝形成基 底的方法和系統(tǒng)的才支術(shù)。更具體地，本方法和系統(tǒng)提供了一種4吏用 掃描注入工藝來制造基底(例如摻雜的基底，其可以被用作光伏電 池)的方法和系統(tǒng)。在優(yōu)選的實施例中，這種注入工藝為光伏器件 的制造在半導(dǎo)體基底中提供雜質(zhì)區(qū)。這種雜質(zhì)區(qū)可以位于由施主基 底中的裂開平面限定的可轉(zhuǎn)移材料層。但是可以意識到，本發(fā)明具
有更寬范圍的應(yīng)用；它也能夠應(yīng)用于其他的應(yīng)用類型，例如在集成 半導(dǎo)體器件、光子器件、壓電器件、平板顯示器、微機電系統(tǒng)
("MEMS，，)、納米技術(shù)結(jié)構(gòu)、傳感器、執(zhí)行器、集成電路、生物 和生物醫(yī)學(xué)器件等的三維封裝中提供雜質(zhì)區(qū)(有源區(qū)，源/漏工程)。
在具體的實施例中，在連續(xù)工藝中形成基底的方法可以簡要的 概括如下
1. 提供基底構(gòu)件，每個基底構(gòu)件包括多個瓦片(例如可再用基 底、體硅、體鍺、其他的材料或構(gòu)件)；
2. 將包括第 一多個瓦片的第 一基底構(gòu)件轉(zhuǎn)移到真空環(huán)境中的 可移動的4九道構(gòu)〗牛上；
3. 將第一基底構(gòu)件保持在真空環(huán)境中；
4. 對第一多個瓦片實施掃描注入工藝；
5. 完成對第一多個瓦片的掃描注入工藝；6. 將包括第二多個瓦片的第二基底構(gòu)件轉(zhuǎn)移到真空環(huán)境中的 可移動的專九道構(gòu)件中；
7. 對第二多個瓦片實施掃描注入工藝；
8. —旦掃描注入工藝完成，從可移動的軌道構(gòu)件上去除包4舌第 一多個瓦片的第一基底構(gòu)件；
9. 一旦掃描注入工藝完成，乂人可移動的軌道構(gòu)件上去除包括第 二多個瓦片的第二基底構(gòu)件；
10. 加工其它所提供的基底，以及
11. 根據(jù)需要執(zhí)行其它的步驟。
上述步驟的順序^是供了 4艮據(jù)本發(fā)明實施例的4吏用連續(xù)工藝形 成基底的方法。如所示，本方法包括4吏用一個可移動的軌道構(gòu)件來 轉(zhuǎn)移包括將在掃描工藝中#:注入的多個瓦片的至少一個基底構(gòu)件， 對瓦片的注入發(fā)生在當(dāng)基底被空間地移動穿過一個注入裝置的處 理頭時。這個可移動的軌道構(gòu)件4是供了連續(xù)工藝以注入#1提供在一 個或多于一個的基底構(gòu)件上的多個瓦片。也可4是供其它可選方案， 其中可以在不背離這里的權(quán)利要求的范圍內(nèi)添加步驟、去除一個或 多個步驟、或者以不同的順序4是供一個或多個步-驟。可以通過下面 具體和更詳細的說明發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的其他細節(jié)。
如圖1所示，本方法包4舌開始步艱《101。此圖^U叉作為一個例 子而不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗七@里的權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人 員應(yīng)該意識到其他的變化、改變和替換。本方法提供了一個或者更 多的基底構(gòu)件(步驟103 )。每一個基底構(gòu)件包括多個瓦片。在具體 的實施例中，基底構(gòu)件可以是一個4乇盤裝置，其將在下面更詳細地
28描述?？蛇x地，基底構(gòu)件可以是能夠支撐兩個瓦片以上的任4可適合 的構(gòu)件和/或裝置，該瓦片用作要被注入的材料。在一個具體的實施 例中，托盤裝置可以包括才幾械的、4爭電的，或者其他的附加構(gòu)件來 保持瓦片在適當(dāng)?shù)奈恢谩Ｔ诰唧w的實施例中，瓦片是使用層轉(zhuǎn)移技 術(shù)可重復(fù)地用于制造多層基底的體基底材料中的大部分。當(dāng)然，可 以有其他的變化、改變和^,換。
在具體的實施例中，本方法還在腔中提供了可移動的軌道(步
驟105)。作為一個例子，可移動的軌道可以是皮帶裝置或者是允許 將基底從第 一 空間位置運送到第二空間位置和在第 一和第二位置 之間的其他位置的其他適合的裝置?？梢苿拥能壍姥b置適當(dāng)?shù)乇辉O(shè) 計為連接至一個注入工藝，它是基于腔的或者其他合適的裝置。在 特定的實施例中，可移動的專九道構(gòu)件可以包括輥子、空氣軸〃K、皮 帶、和/或可移動束。當(dāng)然，可以有其他的變化、改變和替換。
再次參考圖1,本方法包括在一個容納可移動的軌道構(gòu)件的腔 內(nèi)提供一個真空環(huán)境(步驟107 )。本方法將包括第一多個瓦片的第 一基底構(gòu)件保持在真空中(步驟109)。在一個具體的實施例中，第 一多個瓦片可以包括例如硅晶片等的半導(dǎo)體基底。可以使用加載互 鎖(load lock)系統(tǒng)或其它來提供第一真空。本方法將包括第一多 個瓦片的第一基底構(gòu)件從腔的進口轉(zhuǎn)移到可移動的軌道構(gòu)件上(步 驟lll)。本方法包括對第一多個瓦片實施注入工藝(步驟113)。
在一個具體的實施例中，可以由等離子體浸入注入(pin)系 統(tǒng)才是供注入工藝。其他的注入工藝可以包才舌那些4吏用離子雨、離子 束，或者其他質(zhì)量分離(或者非質(zhì)量分離)技術(shù)。當(dāng)然，可以有其 他的變化、改變和^,換。
29本方法包括當(dāng)正在注入第一多個瓦片時，在真空環(huán)境中保持和
排列包括第二多個瓦片的第二基底構(gòu)件(步驟115 )。本方法將包括 第二多個瓦片的第二基底轉(zhuǎn)移到可移動的軌道構(gòu)件上(步驟117)。 本方法包括在完成注入第一多個瓦片(步驟119)后，對第二多個瓦 片實施注入工藝(步艱《121)。本方法包括完成第二多個瓦片的注入 (步驟123)并繼續(xù)處理所提供的其他基底。當(dāng)然，可以有其他的 變化、改變和^,換。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，上述步驟序列提供了使用連續(xù)工藝形成 基底的方法。如所示的，本方法包括使用可移動的4九道構(gòu)件來轉(zhuǎn)移 包括將要在掃描工藝中注入的多個瓦片的至少一個基底構(gòu)件，該注 入多個瓦片發(fā)生在當(dāng)將基底空間地移動穿過注入裝置的處理頭時。 這個可移動的軌道構(gòu)件才是供了用于注入纟皮提供在一個或更多基底 構(gòu)件上的多個瓦片的連續(xù)的工藝。也可l是供其它可選方案，其中可 以在不背離這里的權(quán)利要求的范圍內(nèi)添加步驟、去除一個或多個步 驟、或者以不同的順序l是供一個或多個步驟?？梢酝ㄟ^下面具體和 更詳細的i兌明而發(fā)^L本發(fā)明的其4也細節(jié)。
圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的^f吏用連續(xù)工藝形成基底的系 統(tǒng)200的筒圖。這張圖僅僅是一個例子而不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗七@里 的權(quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到其他的變化、改 變和^^:換。如圖2所示，本系統(tǒng)包括「才是供至少一個基底構(gòu)件201。 每一個基底構(gòu)件包括布置在其上的多個瓦片203。在具體的實施例 中，多個瓦片中的每一個包括例如硅晶片的半導(dǎo)體基底。本系統(tǒng)也 包4舌一個入口 207和一個出口 217。在特定的實施例中可以l吏用加 載互鎖系統(tǒng)提供入口和出口。提供入口以在注入裝置213中對多個 瓦片實施注入工藝之前，準(zhǔn)備和臨時存^f諸包括多個瓦片的基底構(gòu) 件。如所示的，注入裝置被容納在工藝腔215中。^是供第一門209 以允許將包括多個瓦片的基底構(gòu)件裝載到入口 。在入口和工藝腔215之間4是供進口 211。還在工藝月空215和出口 217之間l是供出口 門221。 一旦注入工藝完成，第二門223允許從出口移除基底構(gòu)件。 在具體的實施例中，注入裝置才是供一種掃描注入工藝。這種注入裝 置可以是由例如Applied Material公司等制造的束線離子注入設(shè)備。 可選地，可以-使用等離子體浸入離子注入(Pill) 4支術(shù)、離子雨， 以及其他的質(zhì)量分離和/或非質(zhì)量分離技術(shù)提供注入，其對于根據(jù)具 體實施例的大表面區(qū)是非常有效的。如所示的，注入裝置包括離子 注入頭215來提供將被注入多個瓦片中的雜質(zhì)。本系統(tǒng)還包括一個 可移動的專九道構(gòu)4牛219。在特定的實施例中，可移動的4九道構(gòu)ff可 以包括輥子、空氣軸7"R,或者可移動的4九道?？梢苿拥膶＞诺罉?gòu)件219 為掃描注入工藝提供了基底構(gòu)件的空間運動。當(dāng)然，可以有其他的 變4匕、改變和4辦才灸。
圖3-10示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的使用連續(xù)工藝形成基底的 簡化方法。這些圖僅僅是一個例子而不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗七@里的權(quán) 利要求的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到其他的變化、改變和 替換。如圖3所示，才是供至少一個(N個，N^2)基底構(gòu)件。將包 括第一多個瓦片305的第一基底構(gòu)件303通過第一門209 (在如所 示的開放位置)轉(zhuǎn)移到入口 207,而注入工藝裝置的入口 211仍然 關(guān)閉著。將包括第 一多個瓦片的第 一基底構(gòu)件保持在由入口提供的 真空中并關(guān)閉第一前門，以允許如圖4所示的排空(pump down, 排氣降壓)工藝。之后，如圖5所示，使用可移動的軌道構(gòu)件將包 括第一多個瓦片的第 一基底構(gòu)件通過進口轉(zhuǎn)移到容納注入裝置的 工藝力空215。
如圖5所示，對第一多個瓦片實施注入工藝501。在優(yōu)選的實 施例中，注入工藝〗吏用一種掃描工藝。如所示的，由可移動的專九道 構(gòu)件提供這種掃描工藝，就是說，當(dāng)注入裝置提供將要注入到第一 多個瓦片的表面區(qū)的雜質(zhì)時，允許移動的軌道構(gòu)件才是供空間運動。同時，關(guān)閉進口 211并且對入口進行通風(fēng)并恢復(fù)到大氣壓，以及將 包括第二多個瓦片703的第二基底構(gòu)件701裝載入入口 ，如圖7所 示。當(dāng)?shù)却龑Φ谝欢鄠€瓦片的注入工藝完成時，將包括第二多個瓦 片的第二基底構(gòu)件保持在入口提供的真空環(huán)境中。如圖8-9所示， 將包括第二多個瓦片的第二基底構(gòu)件轉(zhuǎn)移到注入裝置。如圖9-10 所示， 一旦注入工藝完成，通過開啟出口門221將包括第一多個瓦 片的第一基底構(gòu)件轉(zhuǎn)移到排空的出口 217。當(dāng)注入第二多個瓦片且 出口門221關(guān)閉時，可以將出口恢復(fù)到大氣壓，并且包括第一多個 瓦片的第一基底構(gòu)件^皮乂人出口移除并4皮實施進一步的處理。本方法 繼續(xù)對提供的包括多個瓦片的其他基底構(gòu)件進行處理。當(dāng)然，可以 有其4也的變4b、改變和^,」換。
行一個或更多注入工藝的托盤裝置1100。在具體的實施例中，該托 盤裝置可以具有大約1米乘1米的長度。如所示的，托盤裝置包括 容納在框架構(gòu)件1101中的托盤構(gòu)件1103?？蚣軜?gòu)件包括多個位置 (site) 1105。多個位置中的每一個包括待注入的可再用的基底構(gòu)件 1107?？稍儆玫幕讟?gòu)件可以包括含硅材料，它在某些實施例中可 以是施主基底。當(dāng)然，可以有其他的變化、改變和^#換。
圖11A為示出了根據(jù)本發(fā)曰, 簡圖。這張圖僅僅是一個例子而不應(yīng)該不適當(dāng)?shù)叵拗七@里的權(quán)利要 求。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到其他的變化、改變和替換。如所 示的，屏蔽掩才莫(shadow mask) 1121用于通過掩蓋接近基底邊緣 的外圍區(qū)1125來限制對瓦片的中心區(qū)1123的注入。如所示的，還 為瓦片提供圓形的邊緣1127。為瓦片提供的圓形的邊緣1127和屏 蔽掩沖莫的結(jié)合允許后續(xù)的CMP/拋光注入損害去除工藝來去除所有 區(qū)域(包括邊緣區(qū))中的注入損害。在邊緣區(qū)具有組合的注入劑量 將導(dǎo)致起泡、微粒、和可導(dǎo)致質(zhì)量問題的其他問題。根據(jù)本發(fā)明的具體的實施例，屏蔽掩?？梢允悄軌蛑芷谛缘刂匦峦糠蠡蛱鎿Q的無
定形硅涂敷的框架。如果不利用完全熱裂開(thermal cleaving)方 法，通過允許插入刀片、針、或者其他的機械裝置來傳導(dǎo)(impart) 裂開應(yīng)力，圓形的邊緣也可以在受控的裂開工藝的初始和傳纟番過程 中提供幫助。
在具體的實施例中，以陣列結(jié)構(gòu):沒置多個位置。如圖ll所示， 可以將多個位置配置為8乘8的位置陣列?？梢詫⒍鄠€位置配置為 6乘6的位置陣列。在具體的實施例中，將多個位置配置為包括3 乘3的300mm的晶片。在可選的實施例中，將多個位置配置為包 括5乘5的200mm的晶片。在另 一可選的實施例中，將多個位置 配置為包4舌6乘6的150mm的晶片。當(dāng)然，可以有其他的變4匕、 改變和替換。
托盤裝置可以纟皮配置在一個合適的方向上，以爿使注入工藝最小 化瓦片表面上的缺陷(例如，粒子或其他的污染物)的形成。如圖 12所示，這種方向包括相對于注入噴頭1201的垂直方向。這種方 向也可以包括如圖13所示的倒置的方向，或者如圖14所示的成角 度的方向。當(dāng)然，基底的數(shù)量和托盤裝置的方向取決于應(yīng)用，以及 取決于4空制這種歲丈應(yīng)作為基底內(nèi)注入核素的溝道爻文應(yīng)(channeling ) 的可能的需要。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以意識到多種變化、改變和替 換。
有效地，注入工藝穿過施主基底1500的頂面1505將某種高能 粒子引入到某一深度1501，其限定了如圖15所示的表面的半導(dǎo)體 材料層1503。取決于應(yīng)用，才艮據(jù)優(yōu)選的實施例， 一爿殳選擇小質(zhì)量的 粒子來減小對材料區(qū)破壞的可能性。就是說，小質(zhì)量的粒子容易在 基底構(gòu)件中傳播，而基本不破壞粒子經(jīng)過的材料區(qū)。例如，更小質(zhì) 量的粒子(或高能的粒子)可以幾乎是任何帶電的(例如正或負) 或是中性的原子或分子，或者電子等。在具體的實施例中，粒子可
33以是中性的或者帶電的的粒子，該粒子包括例如氫離子和它的同位 素的離子、稀有氣體離子，例如氦和它的同位素、氖或者其他的離
子，這耳又決于實施例。也可以乂人混合物(例如氣體例如氬氣、水 蒸氣、甲烷和氫的混合物)以及其他輕原子質(zhì)量的粒子中獲得粒子。 可選地，粒子可以是上述粒子，和/或者離子和/或者分子核素和/或 者原子核素的任意組合。這些粒子一般具有足夠的動能來穿透表 面，以達到表面下面所選4奪的深度。
例如，使用氫作為注入到硅晶片中的核素，使用掃描工藝、使 用具有大約450mm寬度的離子噴頭的離子雨系統(tǒng)4是供注入工藝。 使用特定的一組條件來執(zhí)行注入工藝。對于更淺的注入應(yīng)用，例如 轉(zhuǎn)移的薄膜用作外延增厚模板，例如，由rf+提供的離子流密度可 以是每平方厘米20微安或者每平方厘米每秒1.25xlO"H"離子或者 每平方厘米每秒3.75xlO"H+離子。對于在硅晶片內(nèi)大約每平方厘米 2xl016氫原子的注入劑量，對通過450mm寬度的任何表面區(qū)的掃描 時間可以花費約5 3秒鐘。注入溫度范圍從大約-20攝氏度到大約600 攝氏度，并優(yōu)選地小于大約400攝氏度來防止大量的氫離子從注入 的硅晶片中散射出來的可能性。氫離子可以以大約±0.03到±0.05 微米的精度被選擇性地引入到硅晶片中到達所選擇的深度。注入工 藝的同時加熱硅晶片可以提供某些好處。這些好處中的一個包括最 優(yōu)化后續(xù)的層轉(zhuǎn)移工藝。可以通過使用安裝在框架組件中的熱板傳 導(dǎo)熱量來加熱-圭晶片。在具體的實施例中，可以通過4吏用兩個相反 的觸頭使合適的電流穿過瓦片，使用利用了該瓦片的電阻特性的電 阻加熱工藝來加熱瓦片。當(dāng)然，可以有其4也的變4匕、改變和4齊4奐。
在具體的實施例中，使用更高的注入能量，具有相對純凈的質(zhì) 子注入(正或負帶電的)以允許可再用的基底中的裂開平面的最大 范圍是特別有用的。例如使用硅，注入的范圍可以相當(dāng)?shù)拇螅铱?度為從用于模板形成光伏吸收器(其中需要后續(xù)的外延生長電壓來最大化吸收器效率)的幾keV到測量的幾百樣t米厚度的、用作太陽 能電池的晶片原材料的所生產(chǎn)的基底的幾MeV?？偟姆秶ㄟ^使用 例如SRIM 2003 (Stopping Range In Matter )、蒙特卡羅仿真考呈序 (http:〃www.srim.org/)來計算。下面將進一步詳細描述提供的可以 由質(zhì)子注入獲得的硅薄膜厚度范圍。
在具體的實施例中，范圍乂人大約13nm到大約3um的硅薄月莫厚 度可以通過4吏用能量/人大約10keV到大約300keV的質(zhì)子注入能量 獲得。上述的范圍允許可用作同質(zhì)外延(homoepitaxy)和異質(zhì)外延 (hetero epitaxial)生長模板以形成太陽能電池的晶體外延材料的有 效轉(zhuǎn)移。當(dāng)然，可以有其他的變化、改變和替換。
在具體的實施例中，范圍從大約lum到大約50um的硅薄膜厚 度可以通過能量范圍乂人大約120keV到大約2.1MeV的質(zhì)子注入能 量獲得。這種厚度范圍的硅薄膜可以被分離來提供足夠厚的單晶硅 膜層來形成直接具有高效率的薄膜太陽能電池。也就是說，所形成 的單晶石圭厚度范圍不需要進 一 步變厚以用作太陽能電池應(yīng)用中的
高效的光吸收體層。諸如前/后4妄觸(contact)構(gòu)造(formation)的 用于最大化薄膜硅太陽能電池效率的技術(shù)使用雙邊通道(two sided acess)制造和光散射層來在薄膜光吸收器層內(nèi)捕獲更多的光，該技 術(shù)已經(jīng)很好的發(fā)展并可以和分離層結(jié)合使用。這種技術(shù)被很好的包 括在，例如Rolf Brendel( 2003 Wiley-VCH Verlag Gmbh&Co" KGaA， ^Weinheim )的"Thin-Film Crystalline Silicon Solar Cells-Physics and Technology (薄膜晶體硅太陽能電池-物理和技術(shù))"，其通過參考結(jié) 合于此。當(dāng)然，可以有其他的變化、改變和#辜換。
在具體的實施例中，可以4吏用能量范圍乂人大約2.1MeV到大約 5MeV的質(zhì)子注入來形成范圍從大約50um到大約200um的石圭薄膜 厚度。這種硅薄膜厚度范圍允許可以用作獨立的硅基底的單晶硅基 底層等價物層的分離。厚度范圍在50um到200um的單晶石圭基底可
35以被用來替代使用晶片鋸開、刻蝕和拋光工藝的本方法。與本技術(shù)
中的大約50%的切口損失(切口損失凈皮定義為在切割和切片 (wafering )操作過程中的材料損失)相反，注入裂開技術(shù)幾乎無 切口損失，導(dǎo)致相當(dāng)大的成本節(jié)約和材料利用率的提高。高于5MeV 的能量可以被用來制做半導(dǎo)體工藝的可選的基底材料，但是在太陽 能電池制造中，對于體硅太陽能電池的形成，要求200um的硅太陽 能電池材料的厚度。結(jié)果，根據(jù)一具體的實施例，更厚的硅基底對 于制造太陽能電池沒有引起特別的商業(yè)興趣。當(dāng)然，可以有其他的 變4匕、改變和^務(wù)才奐。
對于質(zhì)子注入，圖23示出了硅厚度的范圍和硅太陽能電池吸 收器應(yīng)用的分類。這個MeV范圍的注入條件已經(jīng)凈皮Reutov等(V.F. Reutov和Sh.Sh.Ibragimov, "Method for Fabricating Thin Silicon Wafers"(薄硅晶片的制造方法)"，蘇聯(lián)發(fā)明者認證第1282757號， 1983年12月30日)公開。在這個公開中，公開了使用帶有可選的 注入和注入后的可再用的基底加熱的高達7meV的質(zhì)子注入，以產(chǎn) 生分離的厚度高達350um的硅晶片。術(shù)語"分離的或轉(zhuǎn)移的硅層" 在本上下文中的意思是由注入的離子范圍形成的硅薄膜層可以被 釋放到獨立的狀態(tài)，或者釋放到持久的基底或釋放到用于最終用作 獨立的基底或最終安裝到持久基底上的暫時的基底。當(dāng)然，用于處 理和加工薄力莫的具體的工藝 一夸依賴于具體的電池工藝和應(yīng)用。
在具體的實施例中，在質(zhì)量或者非質(zhì)量分離的系統(tǒng)中使用質(zhì)子 注入將從高密度的質(zhì)子離子源受益。在Silicon Genesis公司研發(fā)了 一個這樣的使用帶有尖端(cusp)磁性限制的感應(yīng)-連接的等離子體 (ICP)激發(fā)的等離子的源。這種技術(shù)在第6,300,227號美國專利中 描述，其為了所有的目的通過參考結(jié)合于此，并且其共同轉(zhuǎn)讓給加 利福尼亞圣何塞的Silicon Genesis/>司。這種叫估文質(zhì)子才莫式的等離 子體模式有效地使更高階的氫等離子核素(H2+,H3+)破裂來產(chǎn)生
36等離子體密度通常超過每立方厘米lelOH+離子數(shù)的高純度的H+等 離子體化學(xué)物。圖24-24A顯示了來自美國專利第6,300,227號的2 幅典型圖，顯示了高H+濃度的等離子化學(xué)物的質(zhì)"i普分析儀和在等 離子體浸入的離子注入的實施例中的等離子體源的截面圖。這個源 可以有利地用作離子雨系統(tǒng)中的遠程等離子體源，來注入H+離子 以加速并注入到目標(biāo)基底或者多個基底。遠程等離子源可以-波用在 J見有的離子雨注入頭，例3口日本東京的 Ishikawajima-Heavy Industry(IHI)建立的ISDR離子摻雜系統(tǒng)或者其他離子雨系統(tǒng)。例如 在IHI系統(tǒng)中， 一個熱的細絲(filament)等離子體激發(fā)僅能使氫破 裂為主要的H3+等離子體化學(xué)物。盡管由于由H3+離子提供的每注 入流三倍的有效地質(zhì)子劑量的比率，這可能對于更低能量應(yīng)用(即， 外延生長模板薄膜方式(regime))提供離子劑量比率優(yōu)勢，但是， 因為有效地質(zhì)子能量是H3+注入能量的1/3，穿透范圍顯著地更淺。 對于更深的應(yīng)用，有必要將注入能量3倍增長。盡管這是可能的， 但是高電壓設(shè)備費用隨著加速電勢是超直線的增加的。高密度H+ 離子源的使用將有利地限制最大的要求能量小于5MeV。圖25示出 了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實施例的，為了H+注入，諸如將H+離子注 入到離子雨頭的質(zhì)子模式的遠程的等離子源。可選地，微波源或其 他的可以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牡入x子體化學(xué)物的源也可以被使用。在另一實 施例中，如果離子范圍仍然在特定的離子雨系統(tǒng)的注入能量范圍之 內(nèi)，產(chǎn)生主要的H2+或H3+等離子體化學(xué)物的不同的等離子體源也 可被用來改善離子劑量比率。當(dāng)然，所使用的特定的等離子體化學(xué) 物和加速電勢將依賴于具體的應(yīng)用。
Reutov等也公開了通過加熱可再用的基底(在具體公開中是塊 鑄錠(ingot))到可以更加有效利用所注入的質(zhì)子的適當(dāng)?shù)臏囟葋?減少用于分離所必要的質(zhì)子劑量是可能的。在描述的實施例中，通 過使鑄4定承受750K的注入溫度，以及注入后的持續(xù)大約40分鐘 850K的退火溫度，完全分離350um的硅晶片所必須的室溫劑量,人
37每平方厘米5el7質(zhì)子凄t減少到每平方厘米5el5質(zhì)子凄t。才艮告的減 小100倍的有效劑量可以對更薄的薄膜的加工和生產(chǎn)率具有本質(zhì)的 影響。因此，結(jié)合注入劑量和能量，注入和注入后加熱處理的結(jié)合 可以;故用來發(fā)展節(jié)省成本的商業(yè)工藝。
使用利用了等離子浸入離子注入或者離子雨技術(shù)的大面積注 入器，尤其是非質(zhì)量選擇注入器，可以通過硅表面聯(lián)合注入雜質(zhì)。 例如，鐵的注入可以顯著降低所得到的硅吸收體層的有效少數(shù)載流 子的壽命，并且從而導(dǎo)致所不期望的電池轉(zhuǎn)換效率的降低。由于氫 的更大的注入范圍，可以利用 一個屏蔽層阻止鐵進入晶體^ 圭薄膜。 屏蔽層必要的厚度將取決于注入能量、被屏蔽的雜質(zhì)、以及屏蔽材 料。使用二氧化硅作為屏蔽層以及鐵作為雜質(zhì)，3000keV的注入應(yīng) 該需要大約0.3um的二氧化硅厚度來完全阻止鐵，而5MeV的基底 應(yīng)用將要求3.5um到4um厚的二氧化硅層。這個層可通過諸如HF 剝離的化學(xué)剝離除去，或者經(jīng)過拋光步驟或者在電池制造過程中始 終保持。
高能注入系統(tǒng)的生產(chǎn)率和技術(shù)可行性可以利用以下的例子評 估。這個例子是具有由系統(tǒng)的100kW的總功率限定的總的束電流 密度的離子雨，其被傳遞到正被注入的可再用的基底區(qū)。這樣，束 電流密度被注入能量依比例決定，以將傳遞到可再用的基底表面的 能量限制到一個恒功率通量(power flux)，這是因為更高的功率通 量密度會損壞硅以至于對于它作為太陽能電池材料的預(yù)期目的不 能實現(xiàn)。假設(shè)注入面積是0.45米乘1米，接近第四代平板顯示離子 :滲雜系統(tǒng)的離子雨噴頭尺寸。如果可再用的基底尺寸是150平方毫
米，大約18個基底，每一個都具有225平方厘米的可以^皮同時注 入的面積。因此功率密度是100kW^皮總的^皮注入的基底面積來除， 或者凈皮18x225平方厘米來除，或者每平方厘米24.6瓦。這完全在 硅的安全功率密度范圍內(nèi)，并且對注入的硅基底不會產(chǎn)生^壬何石皮壞。低能模板方式( regime)中l(wèi)吏用6el6cm-2作為齊J量,以及在高 能才莫一反方式中4吏用5el5cm-2作為劑量。產(chǎn)生超過每小時3000基底 (3000Angtrom厚度)的合理的基底注入加工速率，每小時850基 底(50um厚度)以及超過600基底(100um厚度)。結(jié)合注入以及 注入后的退火，對于分離厚薄膜可得的減'J、的劑量的重要性在本示 例中容易意識到。
在另 一個具體的實施例中，質(zhì)量選擇的高能注入方法也可以具 有實際用途。在具體的實施例中，如果可以由適當(dāng)?shù)氖芏鹊玫剑?則可提供質(zhì)量選擇的高能注入。為了節(jié)省成本，注入束電流可以與 幾十個毫安的H+或H-離子束電流相類似(如果系統(tǒng)可以有歲文地注 入更高的能量，可以有利地利用H2+離子以達到更高的劑量比率)。 才艮據(jù)具體的實施例，可以通過4吏用射頻四才及(quadrupole)直線力o速器 (RFQ-Linac)或者漂移管直線加速器(DTL )技術(shù)得到這種質(zhì)量 選擇的注入設(shè)備。這些設(shè)備一般從例如加利福尼亞的普萊森頓的 Accsys Technology 7>司或者也可以是其他的公司得到。才艮據(jù)具體的 實施例，這些方法使用提取的質(zhì)子束的RF加速來增加質(zhì)子束的總 能量，其范圍從大約20-100keV到0.5-7MeV或者更多。就是說， 輸出束通常是在直徑上相似于幾個毫米，并且對于在這種應(yīng)用中的 使用經(jīng)常要求在一側(cè)使用擴展到相似于幾百個毫米、到一米或者更 多的束，以防止石並撞在目標(biāo)表面上的功率通量變得太大并且可能過 熱或者破壞目標(biāo)表面。使用這些技術(shù)得到的質(zhì)子流可以高達100mA 或者更多。圖26顯示出RFQ-Linac質(zhì)量選擇的離子雨源。當(dāng)然， 可以有其4也的變^:、改變和^齊才奐。
舉一個具體的例子，假設(shè)質(zhì)子束功率是100kW， 一個3.25MeV 的RFQ-Linac可以產(chǎn)生大約31mA的質(zhì)子束電流。才艮據(jù)具體的實施 例，4吏用大約每平方厘米lel6H的劑量，以及約500mmx500mm的 擴展的束，每小時處理的面積大約為7平方米，而功率通量^皮保持在大約每平方厘米13瓦。這種參數(shù)的結(jié)合使這種方法對于節(jié)省成 本的太陽能電池生產(chǎn)尤其實用。再次，可以有其他的變化、改變和 替換。利用直線加速器技術(shù)的、高能的基底注入在2007年1月26 日提交的第60/886,912號美國臨時專利申請，以及2006年11月8 日提交的第60/864， 966號美國臨時專利申請中論述，這兩個中的 每一個都與本發(fā)明共同轉(zhuǎn)讓，并且為了所有目的通過引用整體結(jié)合 于此。
注入的粒子可以在所選擇的深度沿著平行于基底頂面的平面 增加應(yīng)力或者減少斷裂能量。這種能量部分地依賴于注入的核素和 條件。這些粒子在所選擇的深度減少基底的斷裂能級。這為在所選 擇的深度沿著注入的平面的受控的裂開作準(zhǔn)備。注入可以發(fā)生在使 得在基底所有內(nèi)部位置的能量狀態(tài)足夠發(fā)起基底材料中非可逆的 斷裂(例如，分離或裂開)的條件下。然而應(yīng)該注意的是，注入一 般的確導(dǎo)致在基底上的一定數(shù)量的缺陷(例如，孩t缺陷)，典型地， 這種基底至少部分i也^皮后續(xù)的熱處理來^f'l^里，例如熱退火或者快速 熱退火。當(dāng)然，可以有其4也的變化、改變和替換。
因此，在注入后，如圖16所示，使用4是供在裂開平面1603的 所選擇部分的能量1601,對每一個施主基底實施裂開工藝。依賴于 具體的實施例，可以有其^f也的變〗匕。例如，裂開工藝可以是受控的 裂開工藝，其使用傳播的裂開前端(front)來選擇性地釋放材料層。 也可以使用備選的裂開技術(shù)。這些技術(shù)包括但不僅僅限于那些稱 為力口利S畐尼亞圣4可塞的Silicon Genesis 7>司的NanocleaveTM工藝、 法國Soitec SA的SmartcutTM工藝、以及日本東京Canon />司的 EltmnTM工藝、以及相似的工藝等。之后4艮據(jù)優(yōu)選的實施例，該方 法去除施主基底剩余的部分，這些剩余部分也可以;故用作另外的施 主基底。分離薄膜的方法是薄膜的厚度和它在不附著至機械基底的情 況下^皮處理和加工的能力的函數(shù)。例如對于用來外延才莫板生長的非 常薄的薄膜，為了避免破壞薄膜，將薄膜臨時地轉(zhuǎn)移到一個永久基
底上是必要的。對于厚度超過大約50um的材料薄l莫，可以以獨立 的方式處理薄膜，以用于制造太陽能電池。對晶體的太陽能電池應(yīng) 用中的3-50um的薄膜^f吏用臨時的基底，這對接近(accesss)和加 工分離的薄膜的兩側(cè)來最優(yōu)化所得到的光伏器件是有幫助的。將薄 膜永久的結(jié)合并轉(zhuǎn)移至永久的基底上也可以有助于簡化薄月莫處理 過程。當(dāng)然，轉(zhuǎn)移基底的精確選擇和電池制造工藝流程取決于應(yīng)用。
在具體的實施例中，每一個包括材料層的施主基底可以附著或 結(jié)合到處理基底1701上，以形成結(jié)合的基底結(jié)構(gòu)。在具體的實施 例中，處理基底可以是硅晶片。在一個可供選擇的實施例中，處理 基底可以是透明的基底，例如石英或者玻璃。當(dāng)然使用的處理基底 取決于應(yīng)用。如圖17所示，處理基底被結(jié)合到原始基底的表面區(qū)。 可以孑吏用電子S見覺纟且(Electronic vision group )制造的EVG結(jié)合工 具，或者其他的用于諸如200mm或300mm直徑晶片的更小基底尺 寸相似的工藝來結(jié)合基底。也可以使用例如那些由Karl Suss制造的 其他類型的工具。當(dāng)然，可以有其4也的變化、改變和^,換。
因此在結(jié)合后，可以對結(jié)合的基底結(jié)構(gòu)實施根據(jù)具體實施例的 熱處理。在具體的實施例中，熱處理可以是4吏用i者如連4妄至處理基 底的熱平一反的加熱元件的烘烤處理。在可選實施例中，熱處理可以 是使用諸如連接至原始基底的熱平板的加熱元件的烘烤處理。熱處 理沖是供了通過施主基底的 一部分厚度和處理基底的 一部分的溫度 梯度。另外，熱處理在預(yù)定的溫度將結(jié)合的基底結(jié)構(gòu)保持預(yù)定的時 間。優(yōu)選地，根據(jù)優(yōu)選的實施例，溫度范圍從大約200或者250攝 氏度到大約400攝氏度，最好在大約350攝氏度，經(jīng)歷約l個小時
41左右，以使硅施主基底和處理基底持久地互相結(jié)合。依賴于具體的 應(yīng)用，可以有其他的變化、改變和替換。
在具體的實施例中，使用低溫?zé)岽胧⒒捉Y(jié)合或者熔合到一 起。低溫?zé)崽幚硪话愦_保注入的粒子不會在材料區(qū)施加過多的應(yīng) 力，該應(yīng)力可以產(chǎn)生不可控的裂開動作。在具體的實施例中，通過
自結(jié)合(self-bonding)工藝發(fā)生低溫結(jié)合過程。
可選地，可以-使用多種其他的〗氐溫技術(shù)將施主基底表面區(qū)結(jié)合 到處理基底。例如，靜電或者陽極結(jié)合技術(shù)可以被用來將兩個基底 結(jié)合到一起。特別地，對一個或兩個基底表面充電來p及引另一個基 底表面。另外，可以使用各種其他的公知的的技術(shù)將施主基底表面 熔合到處理基底。當(dāng)然，使用的技術(shù)依賴于應(yīng)用。
參考圖18，本方法包括當(dāng)材料層仍然結(jié)合在處理基底上時， 使用設(shè)置在裂開平面的選擇的部分的能量1801來發(fā)起裂開工藝， 以從原始基底上分離半導(dǎo)體材料層。根據(jù)具體的實施例，可以有某 些其他的變化。例如，裂開工藝可以是受控制的裂開工藝，當(dāng)材料 層仍然結(jié)合在處理基底上時，其使用傳播的裂開前端來選擇性的從 施主基底釋放材料層。也可以使用可選的裂開技術(shù)。這種技術(shù)包括 ^f旦是不限于那些稱為加利福尼亞圣4可塞的Silicon Genesis 7>司的 NanocleaveTM工藝、法國Soitec SA的Smartcut 工藝、以及日本東 京Canon 乂>司的Eltran頂工藝、以及相似的工藝，還有其4也的。 根據(jù)具體的實施例，這個方法然后去除施主基底剩余的部分，該施 主基底已經(jīng)為處理基底提供了材料層。根據(jù)優(yōu)選的實施例，施主基 底的剩余部分可以作為其4也的施主基底再次z使用。當(dāng)然，可以有其 他的變化、改變和替換。在具體的實施例中，諸如光伏器件的器件 可以形成在材泮十層中。在以Henley， Francois J.的名義共同轉(zhuǎn)讓的 于2006年3月17日l是交的列為美國臨時的序列號60/783586的另 一個的應(yīng)用 "Method and Structure for Fabricating Solar Cells Using aLayer Transfer Process (使用層轉(zhuǎn)移工藝制造太陽能電;也的方法和結(jié) 構(gòu))"中更全面的描述了這種應(yīng)用，其通過引用整體結(jié)合于此。當(dāng) 然，可以有其他的變化、改變和替換。
再次，使用H"離子作為雜質(zhì)注入單晶硅為例。注入能量i殳置 在100keV。義圭材沖+層可以具有大約250nm的厚度。需要加厚工藝 來加厚硅材料以提高在其上制造的太陽能電池的效率。加厚工藝可
以是使用高溫或者低溫生長工藝的直接外延工藝。加厚工藝也可以 包括沉積在珪材料層上的無定形硅或多晶硅，跟在后面的是液相或 固相的外延再生長工藝。可選地，可以4吏用更高能量的注入工藝以 允許轉(zhuǎn)移足夠厚的吸收體層。為了使用氫和/或氦注入來形成裂開平 面，可以-使用大約500keV的注入能量或者更高。當(dāng)然，可以有其 他的變化、改變和替換。
有效地，注入工藝《1入某種高能的粒子穿過半導(dǎo)體基底的頂面 到達某一深度，這從表面限定了半導(dǎo)體材料層中的雜質(zhì)區(qū)。用硅基 底作為例子。硅基底經(jīng)常被提供為具有某種雜質(zhì)，例如，P型。可 以以大約是1E16-1E20原子cm-3的硼濃度來提供P型雜質(zhì)，以提 供0.005-50 ohm-cm的電阻率。對于這種晶片，在具體的實施例中， 可以注入P型雜質(zhì)來在基底表面的附近區(qū)形成重摻雜的P+區(qū)。在 某實施例中，可以乂人前體(precursor)中得到硼粒子，例如BF3或 者BCI3等等。依賴于應(yīng)用，硼核素通常是被提供了預(yù)定的動能來 穿透硅基底的選擇的深度。當(dāng)然，可以有其他的變化、改變和替換。
使用BF3作為被注入到硅晶片中的核素為例，可以使用應(yīng)用掃 描工藝的具有450mm寬度的離子雨噴頭的離子雨系統(tǒng)提供注入工 藝?？梢砸阅芰看蠹s是100keV、劑量為大約每平方厘米5x1014離 子來4是供硼，以4是供每立方厘米1020個原子的硼濃度，來到達石圭 中大約400nm至大約500nm的深度。對于在硅晶片中的注入劑量 大約為每平方厘米5x1014個硼原子，對于4壬^f可表面區(qū)穿過45nm寬
43度的掃描時間大約需要55秒。注入溫度范圍從大約-20到大約600 攝氏度，并且優(yōu)選的是小于400攝氏度，以防止大量的摻雜離子擴 散出注入的硅晶片的可能性。硼離子可以^皮選擇性地引入到石圭晶片 中以大約為±0.005到±0.15微米的精度到達所選擇的深度。在注 入后，通常對硅晶片實施退火工藝來分布(distribute)和電激活基 底中的摻雜粒子。當(dāng)然，使用的離子類型和加工條件耳又決于應(yīng)用。
耳又決于于應(yīng)用，可以有變4匕，例:^， 一種N型雜質(zhì)可以注入在 P型半導(dǎo)體基底表面附近的深度s處。在具體實施例中，這種雜質(zhì) 粒子被纟是供在預(yù)定的深度。這種N型雜質(zhì)可以包括z疇、砷、銻或者 其他適合的元素。以磷作為注入的核素為例?？梢灾辽偈褂肞H3 作為前體提供磷核素?？梢砸詳?shù)十keV到幾個MeV提供注入能量。 例如，可以由P+在大約100keV、以每平方厘米1x1014個原子的劑 量才是供注入，以4是供大約150nm的平均注入深度以及大約每立方厘 米1019個原子的濃度。注入通常導(dǎo)致基底中的一定量的晶體位錯 (dislocation )以及其他微缺陷。使用后續(xù)的熱處理，例如，熱退火、 快速熱退火，可以至少部分地修復(fù)這種缺陷。在具體的實施例中， N型雜質(zhì)在P型半導(dǎo)體的一層上l是供至少一個pn結(jié)。該至少一個 的pn結(jié)可以一皮用來制造器件，例如在某個實施例中的太陽能電池 器件。當(dāng)然，可以有其他的變化、改變和替換。
圖20-22是示出的根據(jù)本發(fā)明的實施例的制造太陽能電池的方 法的筒圖。如圖20所示，注入到半導(dǎo)體基底中的雜質(zhì)在半導(dǎo)體基 底表面附近的一層中4是供了 一個p-n結(jié)2001或者多個p-n結(jié)。在優(yōu) 選的實施例中，可以使用這個p-n結(jié)或者多個p-n結(jié)在半導(dǎo)體基底 的層上形成諸如光伏電池結(jié)構(gòu)的器件。當(dāng)然，可以有其他的變化、 改變和替換。
如圖21所示，本方法在半導(dǎo)體基底表面區(qū)上形成4妄觸層2101， 該半導(dǎo)體基底表面區(qū)包括在其中至少形成了一個光伏電池結(jié)構(gòu)的
44材料層中的p-n結(jié)。這個接觸層可以由諸如ITO等適合的光學(xué)透明 的傳導(dǎo)材料制成。其他的材料也可以被使用。在優(yōu)選的實施例中， 接觸層被圖案化來形成連接至每個光伏電池的多個電才及。如果光伏 電池被從反面照射，接觸層可以對于傳輸是不透明的，并且通過允 許貫穿電池的回路，優(yōu)選的高反射性有助于最大化光收集效率。眾 所周知的，通過在電池內(nèi)部將光從反射(specular)的轉(zhuǎn)換到朗伯 (Lambertian )的來造成具有更好的全部的光吸收和轉(zhuǎn)換的多次內(nèi) 部反射，使該表面具有紋理以進一步優(yōu)化效率。當(dāng)然，可以有其他 的變j匕、改變和4#才灸。
在具體的實施例中，如圖22所示，本方法也在圖案化的4妾觸 層上形成具有表面區(qū)2203的平坦的介電層2201,該圖案化的接觸 層包括至少一個光伏電池。這個介電層可以包括例如^f吏用CVD工 藝等沉積的二氧化硅的材料。在具體的實施例中，介電材料基本上 是光學(xué)透明的，以允許電f茲輻射透過介電層或多個介電層。圖22 示出了一個簡化的光伏電池結(jié)構(gòu)2200。之后，根據(jù)具體的實施例， 光<犬電池的結(jié)構(gòu)可以進一步加工并組裝到太陽能電地4莫塊或者太 陽能電池^H/降中。當(dāng)然，可以有其J也的變4匕、改變和^,才奐。
以下面舉例的方式描述本發(fā)明的另 一個實施例。RFQ-Linac的 一個用途是利用在擴束之后的地方，這個源形成500mm x 500mm 的固定的離子束(這也可以被稱作質(zhì)量選擇的離子雨噴頭或者其他
個大約1米乘1米的托盤中的多個瓦片大量生產(chǎn)的具體的實施例 中，該束不足以掃描瓦片托盤的寬度，因此在工藝腔中進行橫向的 和縱向的掃描工藝。圖26顯示了4艮據(jù)本發(fā)明一個實施例的一個 RFQ-Linac質(zhì)量選擇的離子雨源。這個離子束被擴展但是包括注入 區(qū)的X-Y掃描，如果這個區(qū)超過了擴展了的離子束的尺寸的話。例 如，束掃描的一個優(yōu)點是通過離子通量平均來消除束通量和空間能
45量的非均勻性，該平均是通過在離子雨束上積分目標(biāo)表面的每一點
都被均勻地掃描過的總劑量。圖27通過對離子雨束在注入工藝腔 中碰撞到在托盤中排列的6x6硅瓦片陣列上的X-Y掃描，顯示了注 入劑量標(biāo)準(zhǔn)化的概念。束通量平均將允許裂開工藝在它使用相同工 藝條件來發(fā)起和傳播在所有的瓦片以及在每一個瓦片中的裂開工 藝的能力方面變得更加可預(yù)測和均勻。通過掃描可能具有略4敬不同 的束入射角或者將產(chǎn)生，缺少任何平均，不斷地惡化瓦片表面平面 度的能量的束的所有的部分，空間能量平均應(yīng)該有利于幫助在所有 的瓦片上以及在每一個瓦片之中達到高度統(tǒng)一的平均的分離厚度。 這將使更頻繁的瓦片拋光或者研磨(lapping)來恢復(fù)平坦的表面成 為必要。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明另外一個實施例，使用專門的束通量和 掃描4侖廓可以引入對于達到圖案匕的注入受控裂開工藝的可預(yù)測 的劑量均勻性。這種圖案化的注入裂開技術(shù)在第6,290，804號和第 6,248,649號美國專利中更加全面的被描述，共同轉(zhuǎn)讓，并且通過參 考結(jié)合于此，但也可以是其他的。
雖然剛剛描述過的實施例采用 一個延伸的、固定的束以及注入 面積的X-Y掃描，本發(fā)明不限于這個具體的例子。沖艮據(jù)本發(fā)明可選 的實施例可以利用一個更窄的束，與束自身的兩個或者一個掃描運 動、以及托盤的物理運動結(jié)合。再次，束和/或托盤的運動速度可以 允許注入到整個目標(biāo)區(qū)，以及在整個注入?yún)^(qū)平均束通量。
一旦在正被加工的托盤內(nèi)的多個瓦片上的劑量被積分，托盤可 以-故移出工藝腔并且由新的托盤代替以用于根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)注 入工藝進行處理。薄膜的分離可以直接在一側(cè)腔進4亍，因為如果在 注入工藝過程中使用瓦片加熱，則使用這種技術(shù)可以避免重復(fù)的加 熱和冷卻。 一個可能的方法如圖28所示，其顯示出可供選擇的注 入的^f吏用和后續(xù)在多個(例如2) 4乇盤中的厚瓦片的裂開。在具體 的實施例中，連續(xù)的注入工藝由4乇盤腔1和2的交^齊注入而進行。
46在圖中，當(dāng)在托盤腔#2中的先前注入的托盤被穿過(cleave)并準(zhǔn) 備下個注入過程的時候，來自托盤腔#1的托盤被注入。該工藝的產(chǎn) 品是從托盤腔#2中裂開的并獲得的薄的硅層。裂開后的瓦片的表面 可以足夠光滑并且高質(zhì)量來允許新的注入和裂開工藝發(fā)生，而不用 制備任何表面。如果一些表面的制備是必要的(或者是在每一個注 入/裂開循環(huán)或者在預(yù)定婆t量的注入/裂開循環(huán)之后)，本工藝可以是 在原地進行或者在拿到系統(tǒng)外并由表面處理的托盤所代替的^乇盤。 當(dāng)然，可以有其4也的變4匕、改變和替才灸。
在具體的實施例中，每一個瓦片的厚度將是期望的裂開厚度和 加工過程中托盤的實際重量的函數(shù)。例如，在用新的瓦片代替之前， 一個100um厚的裂開層允許開始的瓦片材料層的稍微小于每厘米 100次的轉(zhuǎn)移。具有使用許多厘米厚的成形的瓦片的這種厚的薄膜 可能是有利的，而20um薄膜工藝可以具有仫 f義幾厘米厚的瓦片。 不常發(fā)生的瓦片替換將允許許多小時的不間斷地連續(xù)#:作，因此增 加了生產(chǎn)率并降低了工藝成本。不常發(fā)生的托盤或者瓦片外部工藝 也將允許更有效生產(chǎn)，通過不要求從注入溫度冷卻瓦片，其中由于 厚瓦片相對大的熱質(zhì)量，這種溫度改變將花費時間。當(dāng)然，可以有 其^f也的變^:、改變和替4奐。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，可以獲得注入材料的高生產(chǎn)量。例 如，才艮據(jù)一個實施例，一個具有容納具有125mmxl25mm尺寸的8x8 陣列的基底的形狀因子(form factor)的托盤，可大約15分鐘內(nèi)被 注入劑量是1-2E16的氫。根據(jù)該實施例，因此可以在一'h時內(nèi)注 入大-々4m2的表面面孝只。
使用Silicon Genesis公司講授的層轉(zhuǎn)移工藝可以進行才艮據(jù)本實 施例的裂開工藝，例如，通過參考結(jié)合于此的共同轉(zhuǎn)讓的第 6,013,563號美國專利。根據(jù)講授的裂開方法，在選擇的深度適當(dāng)?shù)?氫劑量被注入之后，可以將從200C力。熱到600C的瓦片從注入工藝腔中移除。例如，1MeVH+注入將允許大約16um的硅被分離。依 賴于注入過程中的溫度，在注入工藝之后的允許裂開的有效劑量可 以在5el5cm-2到5el7cm-2的范圍內(nèi)。 一旦托盤位于托盤裂開腔中， 可以對一個或更多的瓦片實施分離的退火以及裂開工藝來釋放薄 膜。在優(yōu)選的實施例中，同時處理一個或多個或所有的瓦片來釋》文 薄膜。圖29顯示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的從加熱過的瓦片上 裂開和轉(zhuǎn)移薄膜。裂開將發(fā)生在對注入冷氣的瓦片進行加熱的過程 中，以利用足夠的能量對瓦片的上部熱加壓，來造成薄膜的裂開。 在圖29a中，適當(dāng)?shù)牟牧侠缍嗫椎奶沼X或者金屬制成的卡盤，被 帶到緊挨著注入的瓦片表面?？ūP的距離是小的，但是加熱氣體的 正壓力將防止卡盤接觸到表面。在這段時間內(nèi)，可以選擇氣體，通
過使用刻蝕劑或者其他的表面制備氣體來刻蝕、鈍化，或者制備將 要成為分離的薄膜的一個表面的瓦片的表面頂部，來制備注入后的 表面。例如，可以利用諸如SF6或者NF3的硅刻蝕氣體來刻蝕瓦片 表面，而臭氧、氧氣或者氮氣可以被引入以鈍化表面層。可供選擇 地，可以使用等離子體工藝鈍化表面，該工藝包括含氮和/或氧的核 素。依賴于實施例，等離子體工藝可以包4舌一個注入元件和/或等離 子體處理元4牛。 一旦這個卡盤J立于一個予貞定的3巨離，3口圖29b所示
該熱應(yīng)力造成薄膜從靠近氫裂開平面的瓦片的殘余物裂開。可選 地，瓦片溫度可以在本步驟之前升高或降低。 一旦薄膜被分離了， 圖29c顯示了拾起(pickup)工藝。在這里，關(guān)閉低溫的/冷的氣體， 然后開啟真空來乂人瓦片上4合起和#是升^>開(loose)的、分離的薄月莫。 如果期望沒有接觸，bemouilli卡盤配置也可以代替真空被使用來允 許非接觸處理。靜電卡盤也可以祐:使用來保持分離的薄膜。顯然， 如果裂開工藝使用氣體和真空卡盤， 一些有限的壓力將出現(xiàn)在托盤 裂開腔內(nèi)。純的熱、機械的和非流動的能量脈沖(連同諸如靜電加 持的非氣體卡盤保持方法)的使用，可以允許真空保持在托盤裂開 腔內(nèi)。這種應(yīng)用和裂開實施例將成為本申^"的一個功能。通過這種技術(shù)，所有的瓦片可以同時裂開并且薄膜可以祐:拾 起，因此根據(jù)一具體實施例，允許托盤被再次引入到工藝腔中進行 另外一注入工藝。分離的薄力菱可以聚集并帶到注入/裂開系統(tǒng)的外 面，以Y更進一步的力。工。在4乇盤^皮帶回注入工藝之前，以及裂開4乇 盤已經(jīng)將這個薄膜轉(zhuǎn)移到另外的托盤(例如稱為轉(zhuǎn)移托盤并且下面 將進一步解釋)之后，如果需要的話，空閑的裂開卡盤表面可以被 用來制備裂開后的表面。
可以使用其他的裂開技術(shù)替代上述的實施例。例如，可以通過
4吏用用于裂開薄膜的散熱器(thermal sink)、熱源以及才幾4成力的結(jié) 合來完成裂開。也可以在薄膜被裂開到適合的處理基底上的情況下 完成裂開，在裂開處理之前以可釋》丈的或永久的方式結(jié)合該處理基 底。還有，可以實施純粹的熱裂開，例如通過足夠的^是高瓦片溫度 來允許分離發(fā)生在預(yù)定的時間窗內(nèi)。也可以使用掃描能量來允許裂 開工藝的受控制的啟動以及傳播。例如，從第一瓦片側(cè)到另一側(cè)的 低溫氣體的定時釋放以及前進(progression)將允許傳播的裂開從 第一側(cè)進行到另 一側(cè)。例如激光或者其他直接的能量源的脈沖能量 也可以被用來啟動裂開動作。這個和其他的裂開啟動和傳播的例子 可以在第6,013,563號美國專利中找到，其被共同轉(zhuǎn)讓，并為了全 部目的通過參考結(jié)合于此。取決于于實施例，也可以4吏用其他的技 術(shù)。
在4吏用裂開腔概念的具體的實施例中，在連續(xù)工藝中形成基底 的方法可以簡要的扭無要如下
1. 提供基底構(gòu)件，每一個基底構(gòu)件包括多個瓦片(例如可再用 的基底(例如體硅、體鍺、其他的材料)構(gòu)件)；
2. 將包括第 一多個瓦片的第 一基底構(gòu)件從第 一托盤裂開腔轉(zhuǎn) 移到真空環(huán)境下的工藝腔；3. 將第一基底構(gòu)件保持在真空環(huán)境中；
4. 對第一多個瓦片實施掃描注入工藝；
5. 完成對第一多個瓦片的掃描注入工藝；
6. 將包括注入了的第一多個瓦片的第一基底構(gòu)件轉(zhuǎn)移到第一 托盤裂開腔；
7. 將包括第二多個瓦片的第二基底構(gòu)件從第二托盤裂開腔轉(zhuǎn) 移到真空環(huán)境下的工藝腔；
8. 對第二多個瓦片實施掃描注入工藝；
9. 加工包括注入的第一多個瓦片的第一基底構(gòu)件為可選沖奪的 表面制備，以及裂開工藝來分離和保持所分離的多個轉(zhuǎn)移的薄膜；
10. 可選i也加工第一多個瓦片的裂開的表面來為下次注入工藝 制備表面；
11. 一旦完成掃描注入工藝，將包4舌注入的第二多個瓦片的第 二基底構(gòu)件移到到第二托盤裂開腔；
12. 將包括第 一多個瓦片的第 一基底構(gòu)件從第 一托盤裂開腔轉(zhuǎn) 移到真空環(huán)境中的工藝腔；
13. 對第一多個瓦片實施掃描注入工藝；
14. 加工包括注入的第二多個瓦片的第二基底構(gòu)件為可選的表 面制備，以及裂開工藝來分離和保持所分離的多個轉(zhuǎn)移的薄膜；
5015. 可選地加工第二多個瓦片的裂開的表面來為下次注入工藝 制備表面；
16. 交替地在第一和第二基底構(gòu)件上(根據(jù)需要包括其他基底) 上重復(fù)注入/裂開步^>;以及
17. 根據(jù)需要執(zhí)行其他的步驟。
如所示的，本方法包括實施注入技術(shù)的步驟。例如，使用轉(zhuǎn)移 工藝，將由托盤保持的轉(zhuǎn)移薄膜依次送到另一個托盤(稱為轉(zhuǎn)移托 盤)，該轉(zhuǎn)移工藝中，例如，保持薄膜的多個裂開卡盤構(gòu)件3皮力文在 暴露的薄膜表面附近。當(dāng)來自裂開卡盤的真空被關(guān)閉的時候，轉(zhuǎn)移 托盤卡盤的真空被開啟，因此完成將薄膜從裂開托盤轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移托 盤上。之后將轉(zhuǎn)移托盤從通過加載互鎖系統(tǒng)保持分離的薄膜的系統(tǒng) 中退出。因此裂開卡盤在被轉(zhuǎn)移回到注入工藝腔中之前可自由地加 工基底構(gòu)件。例如，裂開卡盤可以;故回到裂開的瓦片表面附近，并 且蝕刻劑或者其他的表面制備氣體可以被注入來執(zhí)行表面制備步 驟。當(dāng)然，可以有其他的變化、改變和替換。
在一具體的實施例中，也可以通過邊緣、表面刻蝕或者拋光來 加工轉(zhuǎn)移薄膜以限制脆性和破損。盡管這些薄膜是獨立的，微裂紋 和納米缺陷可以明顯降低材料的強度，并且導(dǎo)致薄膜破損。在光伏 加工或者釋放為獨立的薄膜之前，刻蝕或拋光步驟是必要的。依賴 于實施例，可以加入、結(jié)合或者擴展某些步驟。當(dāng)然，可以有其他 的變〗L、改變和^^換。
雖然以上是具體實施例的全面描述，但是可以使用各種變化、 可選的構(gòu)造及其等價物。盡管以上4吏用選4奪的序列步驟進4亍了描 述，但是可以使用描述的步驟的任何元素以及其他元素的結(jié)合。另 夕卜，可以根據(jù)實施例結(jié)合/或者評估某些步驟。此外，根據(jù)可選實施
51例，可以使用聯(lián)合注入氦和氫離子代替氫粒子，以允許帶有改變的 劑量和/或裂開特性的裂開平面的形成?？蛇x的或者另外的，^岸可以
一皮其j也的N型雜質(zhì)^^辜，例如多申等。例:io,可以通過下述改變本工 藝(i)擴展離子雨噴頭以具有兩個并發(fā)的噴頭，每個相繼地注入 兩種核素中的一種；(ii)使用一個噴頭并相繼注入第一核素和第二核 素(通過改變的第二掃描率^f吏用核素、能量、以及總劑量，并且再 次掃描基底或者選擇第二注入瓦片/晶片溫度)；以及(iii)使用一種 真正的耳關(guān)合注入工藝，其中，通過相同的離子雨噴頭同時地4關(guān)合注 入兩種核素。當(dāng)然，可以有其4也的變4b、改變和^,:換。所以，上面 的描述和實例不應(yīng)該認為是對本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍 由附加的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1. 一種使用連續(xù)注入工藝形成基底的方法，所述方法包括提供可移動的軌道構(gòu)件，所述可移動的軌道構(gòu)件被提供在腔內(nèi)，所述腔包括入口、出口和工藝腔；將包括第一多個瓦片的第一基底保持在所述入口中，所述腔保持在真空環(huán)境中；將包括所述第一多個瓦片的所述第一基底從所述入口轉(zhuǎn)移到所述可移動的軌道構(gòu)件上；使用掃描注入工藝對所述第一多個瓦片實施第一注入工藝，同時將包括所述第一多個瓦片的所述腔保持在真空環(huán)境中；將包括第二多個瓦片的第二基底保持在所述入口中，在對所述第一多個瓦片進行注入時，將所述入口保持在真空環(huán)境中；將包括第二多個瓦片的所述第二基底從所述入口轉(zhuǎn)移到所述可移動的軌道構(gòu)件上；以及使用所述掃描注入工藝對所述第二多個瓦片實施第二注入工藝。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，由連接至所述腔的加載互鎖系統(tǒng)4是供所述入口和所述出口 。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃描注入工藝形成材料層，所述材料層由在所述第一基底上的每個所述瓦片的層內(nèi)的裂開平面限定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃描注入工藝形成材料層，所述材料層由在所述第二基底上的每個所述瓦片的層內(nèi)的裂開平面限定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述掃描注入工藝后，分別對所述第一多個瓦片和所述第二多個瓦片實施受控的裂開工藝。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過注入束的移動提供所述掃描注入工藝。
7. 才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過所述可移動的軌道構(gòu)件，由所述第 一基底的空間移動提供所述掃描注入工藝。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一基底包括托盤裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述可移動的軌道構(gòu)件包括多個輥子、空氣軸承，或者可移動的軌道。所述掃描注入工藝包纟舌氫所述掃描注入工藝包4舌氫所述掃描注入工藝包括第所述掃描注入工藝包4舌高能注入工藝以導(dǎo)致由每個所述瓦片的層內(nèi)的裂開平面限定的
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中和氦核素的耳關(guān)合注入。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中一氦注入工藝和氫注入工藝。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中材料層的形成，由所述高能注入工藝提供的所述材料層為至少500纟內(nèi)米。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃描注入工藝包括第一注入工藝和第二注入工藝。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括保持掩模以遮蔽多個瓦片中的每一個的外圍區(qū)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在所述掃描注入工藝期間，只于每個所述瓦片實施熱處理以加熱每個所述瓦片。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在所述掃描注入工藝期間，對每個所述瓦片實施熱處理以加熱每個所述瓦片，所述熱工藝選自傳導(dǎo)、紅外輻射、對流或者這些的組合。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述腔連接至另一個腔以將核素注入到每個所述瓦片中。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述掃描注入工藝后，分別對所述第一多個瓦片和所述第二多個瓦片實施熱分離工藝
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述掃描注入工藝后，分別對所述第一多個瓦片和所述第二多個瓦片實施多孔石圭分離工藝。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃描注入工藝在所述第一基底上的每個所述瓦片的層內(nèi)形成至少一個雜質(zhì)區(qū)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃描注入工藝在所述第二基底上的每個所述瓦片的層內(nèi)形成至少一個雜質(zhì)區(qū)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃描注入工藝在所述第一多個瓦片的每一個的層中和所述第二多個瓦片的每一個的層中^是供P型雜質(zhì)核素，所述P型雜質(zhì)核素包:^舌硼核素或其他。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃描注入工藝在所述第一多個瓦片的每一個的層中和所述第二多個瓦片的每一個的層中提供N型雜質(zhì)核素的注入，所述N型雜質(zhì)核素包括石粦核素、4弟核素、-中核素、或其4也。
25. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對所述第一多個瓦片實施第一注入工藝，包括使用掃描注入工藝對所述第一多個瓦片實施至少包括含氫核素的注入，所述掃描注入工藝可以在比第一確定的數(shù)量更高的能量范圍內(nèi)l喿作，其中，所述第一確定的凄t量適于形成^v所述第一多個瓦片中的至少一個瓦片裂開的獨立的材料層，同時將包括所述第一多個瓦片的所述腔保持在真空環(huán)境中；以及對所述第二多個瓦片實施第二注入工藝包括使用掃描注入工藝對所述第二多個瓦片實施至少包括含氫核素的注入，所述掃描注入工藝可以在比所述第一確定的lt量更高的能量范圍內(nèi)操作。
26. 才艮據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，對于所述第一注入工藝，第一確定的凄t量的范圍,人大約550 keV到大約5MeV;其中所述第一多個瓦片由硅材料組成。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，對于所述第一注入工藝，所述第一確定的凄t量的范圍從大約550 keV到大約5MeV;并且其中，所述第一多個瓦片由單晶硅材料組成。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述含氫核素基本上是H+或者H2+或者H3+。
29. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一多個瓦片中的每一個包括表面區(qū)，所述表面區(qū)具有用來屏蔽一個或多個污染物的屏蔽層。
30. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括在所述第一掃描注入工藝后，對所述第一多個瓦片實施熱處理。
31. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一掃描注入工藝保持基本恒定的功率密度。
32. —種4吏用掃描工藝形成基底的方法，所述方法包^r:提供可移動的軌道構(gòu)件；將包括多個瓦片的基底提供到所述可移動的軌道上；將包括所述多個瓦片的基底保持在真空中，所述真空由腔提供；4吏用所述可移動的4九道將包4舌所述多個瓦片的所述基底轉(zhuǎn)移到第一注入工藝鄰近區(qū)域內(nèi)；使用第一掃描工藝對所述多個瓦片實施所述第一注入工藝，使用所述可移動的軌道將包括所述多個瓦片的所述基底轉(zhuǎn)移到第二注入工藝鄰近區(qū)域內(nèi)；以及使用第二掃描工藝對所述多個瓦片實施所述第二注入工藝
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述多個瓦片中的每一個均是可再用的基底構(gòu)件。
34. 才艮據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述第一注入工藝和所述第二注入工藝提供由所述可再用的基底構(gòu)件的層中的裂開平面限定的材料層。
35. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，在所述第一注入工藝和所述第二注入工藝后，進一步對所述基底構(gòu)件中的每一個實施受控的裂開工藝。
36. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，由注入束的運動、所述軌道的運動、或者所述注入束和所述軌道兩者的運動來提供所述第一掃描工藝。
37. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述第一掃描工藝特征在于氣體、電壓和離子核素。
38. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述第二掃描工藝特征在于氣體、電壓和離子核素。
39. 才艮據(jù)4又利要求32所述的方法，其中，由所述可移動的4九道構(gòu)件提供所述第二掃描工藝。
40. 才艮據(jù)卄又利要求32所述的方法，其中，由注入束的運動、所述軌道的運動、或者所述注入束和導(dǎo)軌兩者的運動來l是供所述第二注入工藝。
41. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，由第二注入裝置提供所 述第二注入工藝。
42. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述可移動的軌道構(gòu)件包括多個輥子、多個空氣軸承、或者可移動的4九道。
43. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，同軸地提供所述可移動 的軌道。
44. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，以自動機械配置提供所 述可移動4九道。
45. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述多個瓦片中的每一 個均具有環(huán)繞的注入護罩以保護所述多個瓦片中的每一個的邊緣區(qū)。
46. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述多個瓦片中的每一 個均具有在每個所述瓦片的外圍區(qū)中的大約1厘米的排除區(qū)。
47. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，進一步包括執(zhí)行受控的裂開工 藝以從至少一個所述瓦片去除材料層，并且在所述瓦片上形成 剩余的裂開表面區(qū)，以及對所述裂開的表面區(qū)執(zhí)4亍拋光工藝以 形成平的表面區(qū)。
48. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中，所述環(huán)繞的注入護罩由 無定形石圭或者石圭或者單晶石圭或者石圭4者制成。
49. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述注入裝置被配置為包4舌噴頭，所述噴頭具有大約450mm的寬度。
50. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述離子核素包括分子離子tf+，所述分子離子提供每平方厘米20xl0"安培的電流密度或者每平方厘米每秒1.25xl0"個H"離子的電流密度或者每平方厘米每秒3.75x1014個H+離子的電流密度。
51. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述注入工藝提供每平方厘米2.0xl0"個氫原子的劑量。
52. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述第一注入工藝和所述第二注入工藝在所述多個瓦片中的每一個的層中提供至少一個雜質(zhì)區(qū)。
53. 才艮據(jù)片又利要求32所述的方法，其中，所述第一注入工藝和所述第二注入工藝在所述多個瓦片中的每一個的層中提供至少一個雜質(zhì)區(qū)。
54. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述掃描工藝在從大約120keV到大約2.1MeV的能量范圍內(nèi)可操作，以及其中，所述第一注入工藝和所述第二注入工藝包4舌氫核素。
55. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述多個瓦片中的每一個均具有在每個所述瓦片的外圍區(qū)中的大約1厘米的排除區(qū)。
56. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述多個瓦片沿著相對于所述注入工藝的方向的離軸方向4非列。
57. 才艮據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述多個瓦片沿著相對于所述注入工藝的方向的軸上方向排列，以相對于所述多個瓦片被排列在相對于所述注入工藝的方向的離軸方向，增加所述注入工藝的深度。
58. —種用于執(zhí)行一個或多個注入工藝的托盤裝置，所述托盤裝置 包括框架構(gòu)件，所述框架構(gòu)件包括多個位置；多個基底構(gòu)件，分別設(shè)置在所述多個位置上；以及托盤構(gòu)件，容納在所述框架構(gòu)件中，以對所述多個基底 構(gòu)件提供支撐。
59. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述托盤構(gòu)件被沿 著相對于重力的垂直方向i殳置。
60. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述托盤構(gòu)件被沿 著相對于重力的倒置方向設(shè)置。
61. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述托盤構(gòu)件被沿 著成角度的方向設(shè)置。
62. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述托盤構(gòu)件被沿 著防止在所述多個基底構(gòu)件上形成缺陷的方向i殳置。
63. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述基底構(gòu)件中的 每一個均具有大約125mm乘大約125mm的尺寸。
64. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述基底構(gòu)件中的 每一個均包括含硅的材料。
65. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述多個位置被排 列為具有6乘6位置結(jié)構(gòu)的陣列。
66. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述多個位置被排 列為具有8乘8位置結(jié)構(gòu)的陣列。
67. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述多個位置被排列為支持3乘3的300 mm晶片的陣列。
68. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中列為支持5乘N的200 mm晶片的陣列，整數(shù)。所述多個位置4皮排其中N是5以上的
69.才艮據(jù)4又利要求58所迷的才乇盤裝置，其中列為支持6乘N的150 mm晶片的陣列，整數(shù)。所述多個位置^皮排其中N是6以上的
70. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，對所述多個可再用的基底實施結(jié)合工藝和/或裂開工藝，對所述多個基底一起或者分開執(zhí)行所述結(jié)合工藝和/或裂開工藝。
71. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述托盤構(gòu)件具有大約1米乘1米的尺寸。
72. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述基底構(gòu)件中的每一個均具有環(huán)繞的注入護罩。
73. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述基底構(gòu)件中的每一個均具有在所述可再用的基底構(gòu)件的每個的外圍區(qū)中的排除區(qū)，所述排除區(qū)具有大約1厘米以下的尺寸。
74. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，進一步對所述基底構(gòu)件中的每一個實施受控的裂開工藝，以從至少一個所述基底構(gòu)件中去除材料層，并且在所述基底構(gòu)件上形成剩余的裂開的表面區(qū)。
75. 根據(jù)權(quán)利要求74所述的托盤裝置，其中，所述注入護罩選自 無定形^圭或者石圭或者石圭4t。
76. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，所述基底構(gòu)件中的 每一個均包括硅晶片。
77. 根據(jù)權(quán)利要求58所述的托盤裝置，其中，對所述基底構(gòu)件中 每一個實施掃描注入工藝。
78. 根據(jù)權(quán)利要求77所述的托盤裝置，其中，在所述掃描注入工 藝之后，對所述基底構(gòu)件中的每一個實施退火工藝。
79. —種使用待處理的多個瓦片的掃描注入設(shè)備，所述設(shè)備包括可移動的4九道構(gòu)件；腔，連接至所述可移動的軌道構(gòu)件，所述腔適于容納基 底并將包括所述多個瓦片的所述基底保持在真空環(huán)境中；以及注入裝置，至少由連接至所述可移動的軌道構(gòu)件的腔提 供，通過使用第一掃描工藝對所述多個瓦片施加多個粒子來提 供所述注入裝置，其中，通過所述可移動的軌道構(gòu)件4吏所述基 底移動穿過至少由所述腔纟是供的所述注入裝置來才丸行所述第 一掃描工藝。
80. —種使用連續(xù)注入工藝纟參雜基底的方法，所述方法包括提供可移動的軌道構(gòu)件，所述可移動的軌道構(gòu)件被提供 在腔中，所述腔包括入口、出口和工藝腔；將包括第一多個瓦片的第一基底保持在所述入口中，所 述腔保持在真空環(huán)境中；將包括第 一多個瓦片的所述第 一基底從所述入口轉(zhuǎn)移到所述可移動的軌道構(gòu)件上；當(dāng)包括所述第一基底的所述腔保持在真空環(huán)境中時，使用掃描注入工藝對所述第一多個瓦片實施第一注入工藝；將包括第二多個瓦片的第二基底保持在所述入口中，在對所述第一多個瓦片進行注入時，所述入口保持在真空環(huán)境中；將包括所述第二多個瓦片的所述第二基底從所述入口轉(zhuǎn)移到所述可移動的軌道構(gòu)件上；使用所述掃描注入工藝對所述第二半導(dǎo)體基底實施第二注入工藝；其中，所述第一掃描注入工藝在所述第一基底的層上提供雜質(zhì)區(qū)，以形成光伏器件的至少一個p-n結(jié)，并且所述第二掃描注入工藝在所述第二多個瓦片層中提供雜質(zhì)，以形成光伏器件的至少一個p-n結(jié)。
81. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述第一半導(dǎo)體基底和所述第二半導(dǎo)體基底是第 一導(dǎo)電類型的硅晶片，所述第 一導(dǎo)電類型為p型。
82. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，由連接至所述腔的加載互鎖系統(tǒng)4是供所述入口和所述出口 。
83. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述掃描注入工藝在所述第一基底上的每個所述瓦片的表面附近的層中形成至少一個雜質(zhì)區(qū)。
84. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述掃描注入工藝在所 述第二基底的每個所述瓦片表面附近的層中形成至少一個雜 質(zhì)區(qū)b
85. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，通過注入束的運動提供 所述掃描注入工藝。
86. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，通過所述可移動的軌道 構(gòu)件由所述第一基底的空間運動提供所述掃描注入工藝。
87. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述第一基底包括托盤裝置。
88. 才艮據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述可移動的軌道構(gòu)件 包括多個輥子、空氣軸承，或者可移動的軌道。
89. 根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中，所述掃描注入工藝在所 述第一多個瓦片中的每一個的表面附近的層中提供雜質(zhì)粒子， 以形成光伏電池結(jié)構(gòu)的至少一個p-n結(jié)。
90. 才艮才居沖又利要求80所述的方法，其中，所述掃描注入工藝在所 述第二多個瓦片中的每一個的表面附近的層中提供雜質(zhì)粒子， 以形成光<犬電;也結(jié)構(gòu)的至少 一個p-n結(jié)。
91. 一種使用待加工的多個瓦片的掃描注入設(shè)備，所述設(shè)備包括可移動的4九道構(gòu)件；腔，連接到所述可移動的軌道構(gòu)件，所述腔適于容納基 底并將包括所述多個瓦片的所述基底保持在真空環(huán)境中；以及注入裝置，至少由連接至所述可移動的軌道構(gòu)件的所述 腔l是供，通過使用第 一掃描工藝對所述多個瓦片施加多個氫粒子來4是供所述注入裝置，其中，通過所述可移動的軌道構(gòu)件使 所述基底移動穿過至少由所述腔提供的所述注入裝置來^L行 所述第一掃描工藝，所述氬粒子選自H+或者H2+或者H3+。
92. —種使用高能直線加速器工藝形成一個或多個層轉(zhuǎn)移工藝的 基底的方法，所述方法包括提供半導(dǎo)體基底，所述半導(dǎo)體基底具有表面區(qū)；使用高能直線加速器工藝通過所述表面區(qū)的第一部分引 入第一多個粒子，以導(dǎo)致在表面區(qū)下面的第一層半導(dǎo)體材^h內(nèi) 形成第一選擇的裂開區(qū)；將高能直線加速器工藝掃描到所述表面區(qū)的第二部分， 以通過所述表面區(qū)的第二部分引入第二多個粒子，以導(dǎo)致在所 述表面區(qū)下面的第二層半導(dǎo)體材料內(nèi)形成第二選擇的裂開區(qū)；通過所述表面區(qū)的其它部分繼續(xù)引入所述多個粒子，以 導(dǎo)致形成包括所述第 一選擇的裂開區(qū)和所述第二選擇的裂開 區(qū)的裂開區(qū)；以及將在所述裂開區(qū)附近的半導(dǎo)體材料層裂開以從所述半導(dǎo) 體基底上去除所述材料層。
93. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，所述直線加速器工藝選自射頻四極直線加速器或漂移管直線加速器。
94. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，所述多個粒子選自中性 離子束、H核素、H2核素、或者H-或者H+或者H2+核素。
95. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，由所述注入的粒子束的 運動、所述基底的運動、或者由所述注入的粒子束和所述基底 兩者的運動提供所述掃描。
96. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，使用來自高能直線加速 器工藝的擴展束來提供所述第一多個粒子。
97. 4艮據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，對所述半導(dǎo)體基底施加 熱能以導(dǎo)致所述半導(dǎo)體基底的溫度從第一溫度增加到第二溫 度。
98. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體基底是托盤 裝置中的多個半導(dǎo)體基底中的一個。
99. 才艮據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，所述半導(dǎo)體基底才幾械地固定并且^皮保持在靜電的或積4戒的卡盤上。
100. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，在裂開腔中提供所述裂 開并且在注入腔中提供所述引入。
101. 才艮據(jù);K利要求100所述的方法，其中，所述裂開腔連沖妄至所 述注入腔并且進一步包括自動機械裝置，所述自動機械裝置可 」燥作地配置為所述裂開腔和注入腔。
102. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，進一步包括在引入工藝之前， 對所述表面區(qū)實施表面制備工藝。
103. 根據(jù)權(quán)利要求102所述的方法，其中，當(dāng)所述半導(dǎo)體基底被 保持在靜電的或機械的卡盤上時，提供所述實施。
104. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，進一步包括在引入工藝之前處 理所述表面區(qū)。
105. 根據(jù)權(quán)利要求104所述的方法，其中，所述工藝包括蝕刻劑 核素或者鈍化氣體。
106. 才艮據(jù)4又利要求92所述的方法，進一步包括將所述半導(dǎo)體材料 層轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移托盤。
107. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，使用熱工藝提供所述裂 開。
108. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，使用散熱器或者熱源提 供所述裂開。
109. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，所述裂開包括機械引發(fā) 工藝和傳播工藝以分離所述半導(dǎo)體材料層。
110. 4艮據(jù)^K利要求92所述的方法，進一步包括在所述裂開的部分 期間，增加所述半導(dǎo)體材料層的溫度。
111. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，所述裂開包括在所述半 導(dǎo)體材料層的 一部分上選擇性地施加能量。
112. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，以少于lel7 H/cm2或 者少于5e 16 H/cm2或者少于1 e 16 H/cm2的劑量4是供所述第一 多個粒子的引入。
113. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，進一步包括使用感應(yīng)工藝、電 氣工藝、傳導(dǎo)工藝或者第一多個粒子的引入工藝來將熱能施加 到所述半導(dǎo)體材料層上。
114. 根據(jù)權(quán)利要求113所述的方法，其中，使用傳感和反饋過程 選擇性地提供所述熱能。
115. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，進一步包括處理所述半導(dǎo)體材 料層的邊緣區(qū)。
116. 根據(jù)權(quán)利要求115所述的方法，其中，所述處理包括蝕刻和/ 或拋光。
117. 才艮據(jù)^L利要求92所述的方法，其中，所述裂開區(qū)特4正在于基 本上空間平均的多個粒子。
118. 根據(jù)權(quán)利要求92所述的方法，其中，所述裂開區(qū)特征在于基 本上空間平均的能級。
119. 根據(jù)權(quán)利要求117所述的方法，其中，所述裂開區(qū)特征在于 基本上空間平均的能級。
全文摘要
公開了一種使用連續(xù)的大面積掃描注入工藝制造摻雜基底的方法。在一個實施例中，本方法包括在具有進口和出口的腔中提供一種可移動的軌道構(gòu)件。本方法也可以包括提供包括第一多個瓦片的第一基底。本方法包括將包括第一多個瓦片的第一基底從入口轉(zhuǎn)移到可移動的軌道構(gòu)件上。對第一多個瓦片實施掃描注入工藝。本方法也包括在真空中保持包括第二多個瓦片的第二基底。本方法包括將包括第二多個瓦片的第二基底從入口轉(zhuǎn)移到可移動的軌道構(gòu)件上。本方法包括使用掃描注入工藝對第二多個瓦片實施注入工藝。
文檔編號H01L21/425GK101490824SQ200780026734
公開日2009年7月22日 申請日期2007年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者弗蘭喬斯·J·亨利 申請人:硅源公司